La nature des vibrations dans une machine tournante s'apparente par bien des aspects à celle de la parole. Ceci milite en faveur de l'utilisation des HMM comme outil de traitement du signal permettant la surveillance de la santé d'une machine. On peut voir dans les travaux présentés ici de quelle façon les HMM fournissent un cadre adapté à la formalisation de problèmes liés à l'état d'une machine. L'avantage des HMM tient à leur caractère probabiliste et au fait qu'ils tiennent compte de la quasi stationnarité des processus. A partir du moment où une fonction de vraisemblance a pu être calculée à partir des HMM, les données de vibration observées peuvent être utilisées pour effectuer un diagnostic de l'état de la machine.

Ce projet a été développé en collaboration avec la société BBN Corporation à Cambridge, USA, et l'ensemble des données utilisées est fourni par l'observation de la boîte de vitesse d'un hélicoptère Westland. Ces données constituent un ensemble de 68 modes de fonctionnement avec 9 différents niveaux de couples et 8 cas de défauts (parmi lesquels un correspond au cas de fonctionnement normal).

Les questions relatives au diagnostic de l'état de la machine peuvent être formulées de façon naturelle. Par exemple, le temps moyen entre deux pannes (Mean Time Between Failure : MTBF) peut être modélisé en ajoutant des niveaux supplémentaires au modèle HMM illustré dans la figure ci-dessous. Ce modèle montre trois lignes d'états, la première (celle du haut) sans défauts, la seconde (celle du milieu) avec des défauts de niveau 1, la troisième enfin avec des des défauts de niveau 2. Chaque ligne contient neuf états représentant les neufs niveaux de couples pour lesquels la boîte de vitesse de l'hélicoptère Westland a été testée. Les flèches entre niveaux de couple sont associées aux probabilités de transition d'un couple vers le suivant. Comme on peut le voir sur le diagramme, elles indiquent que le couple ne peut croître ou décroître que par incréments. le niveau de couple peut également rester inchangé. Les flèches entre les niveaux de défauts sont également associées aux probabilités de transitions de l'état sans défaut au défaut niveau un et ensuite niveau deux. On peut noter que lorsque l'on quitte un niveau sans défaut, il n'y a pas moyen d'y revenir. C'est également le cas pour la transition entre le niveau 1 et le niveau 2 de défaut. Le diagramme d'état de la figure ci-dessous présente un modèle de transitions d'un modèle sans défaut à un modèle avec défaut simple. Étant donné que l'ensemble des données de Westland comporte sept types de défauts différents, le diagramme complet des transitions d'état pourrait être basé sur la figure ci-dessous où les deux lignes du bas auraient été répétées six fois et reliées en parallèle au premier niveau. Le diagramme de transition d'état complet permettrait alors la transition d'un état sans défaut à l'un quelconque des sept cas de défauts. Le modèle de transition d'état pourrait être encore rendu plus complexe en prenant en compte l'existence simultanée de plusieurs défauts.